Was ist ein Mikroquasar? Das ist einfach: Das gleiche wie ein Quasar, nur kleiner ūüėČ Aber ok, ich erkl√§re es vielleicht doch lieber etwas genauer. In den 1950ern fand man mit den gerade neu aufkommenden Radioteleskopen jede Menge starke, punktf√∂rmige Radioquellen. Als man mit optischen Teleskopen hinsah, fand man aber nichts – h√∂chstens schwache Lichtpunkte. In den 1960ern zeigte sich dann, dass es sich hier nicht um Sterne handelt sondern um wahnsinnig weit entfernte Galaxien. Diese Dinger wurden Quasi stellare Objekte – also “Quasare” genannt. Diese Galaxien haben einen aktiven Kern. Das bedeutet, in ihrem Zentrum befindet sich ein supermassives schwarzes Loch, das von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben ist. Dieses Material f√§llt in das Loch und dabei entsteht Strahlung, die wir sehen k√∂nnen (u.a. auch Radiostrahlung). Quasare sind also die Kerne von aktiven Galaxien. Genauso gut kann aber auch ein kleineres schwarzes Loch von einer Gas- und Staubscheibe umgeben sein und √§hnlich wie ein Quasar strahlen – und das ist dann ein Mikroquasar.

Schwarze L√∂cher gibts ja in mehreren Ausf√ľhrungen. Da sind einmal die supermassiven schwarzen L√∂chern in den Zentren der Galaxien – einige Millionen mal so schwer wie unsere Sonne. Dann gibt es mittelschwere L√∂cher; einige tausend mal schwerer als die Sonne. Und schlie√ülich stellare schwarze L√∂cher die nur ein paar dutzend Mal schwerer sind als unser Stern.

So ein stellares schwarzes Loch ensteht, wenn ein großer Stern sein Leben in einer Supernova-Explosion beendet. Und wenn dieser tote Stern Teil eines Doppelsternsystems war, dann wird es interessant. Dann kann es nämlich passieren, dass das neu geborene schwarze Loch von einem ganz normalen Stern umkreist wird. Und wenn dessen Orbit sehr eng ist, kann Material vom Stern ins schwarze Loch fallen. Es bildet sich eine Scheibe um das Loch und es passiert genau das, was auch bei Quasaren passiert Рnur eben im Kleinformat.

Und genau so einen Mikroquasar hat das R√∂ntgenteleskop Chandra k√ľrzlich beobachtet. Teleskope, die den hochenergetischen Teil des elektromagnetischen Spektrums sehen k√∂nnen (also R√∂ntgenstrahlen, Gammastrahlen, etc) sind f√ľr die Suche nach schwarzen L√∂chern besonders gut geeignet. Denn die sind zwar tats√§chlich “schwarz” – aber das Material, dass in sie hineinf√§llt erzeugt Strahlung – und die ist besonders gut im hochenergetischen Bereich sichtbar.

Chandra hat sich diesmal die Galaxie NGC 7793 vorgenommen – die ist etwa eine zehn Millionen Lichtjahre weit entfernt. So sieht es dort aus:

i-4a0efb35f9203da5fec01aea72d187d0-ngc7793-thumb-500x280.jpg

Besonders interessant ist der Ausschnitt links oben. Den sieht man rechts nochmal vergr√∂√üert – einmal, wie der Bereich im R√∂ntgenlicht aussieht, einmal im sg. “H-Alpha”-Bereich (das ist eine ganz bestimmte Wellenl√§nge die einer Spektrallinie des Wasserstoff entspricht). Hier ist nochmal das entsprechende R√∂ntgenbild:

i-e257eea30948422e410ad935a3a2ec0c-n7793_xray_labeled-thumb-500x500.jpg

Was man hier sieht ist genau das, was ich oben beschrieben habe – ein extragalaktischer Mikroquasar (√ľber eine mutma√üliche Entdeckung so eines Objekts habe ich ja fr√ľher schon mal geschrieben). Ein stellares schwarzes Loch; umkreist von einem normalen Stern und umgeben von einer Scheibe aus Gas und Staub. So ein schwarzes Loch hat nat√ľrlich auch ein starkes Magnetfeld und diese Magnetfelder fokussieren die Teilchen und die Strahlung die vom Loch ausgeht so da√ü zwei “Strahlen” entstehen, die man Jet nennt. Wenn die Jets dann auf das interstellare Gas in der Umgebung des schwarzen Lochs treffen, heizen sie es auf und man kann es sehen. Diese Jets sind gewaltig! Sie haben eine “Blase” im umgebenden Gas erzeugt, die 1000 Lichtjahre gro√ü ist und sich mit etwa einer Million km/h weiter ausdehnt! Man hat bis jetzt noch keine Jets stellarer schwarzer L√∂cher beobachtet, die st√§rker gewesen w√§ren also die in NGC 7793. Die neue Beobachtungen zeigen, dass anscheinend bei solchen schwarzen L√∂chern viel mehr Energie als bisher angenommen in die Jets flie√üt. Bisher dachte man, dass die meiste Energie √ľber hochenergetische Strahlung abgegeben wird – aber diese Theorie wird man jetzt wohl nochmal √ľberarbeiten m√ľssen.

P.S. Mit diesem Zeug haben Mikroquasare √ľbrigens nichts zu tun…


Kommentare (32)

  1. #1 Christian
    20. Juli 2010

    So etwas m√∂chte ich gerne mal aus der N√§he sehen. Das mu√ü gigantisch aussehen…

  2. #2 Bullet
    20. Juli 2010

    psst … Florian: wiki sagt 10 Mio. LJ.
    Eine Million kam mir etwas komisch vor – zu nah f√ľr eine Spiralgalaxie. :)

  3. #3 Bullet
    20. Juli 2010

    Jetzt wollte ich mich gerade berichtigen – das sieht ja nicht wirklich wie eine Spiralgalaxie aus – , aber Wiki sagt als morphologischen Typ “SA(s)” an … also doch eine?
    Anyway, ich dachte, in direkter Nachbarschaft gibts nur noch diesen Kr√ľmelkram, da kann das nicht hinhauen. :)

  4. #4 Ockham
    20. Juli 2010

    So ein schwarzes Loch hat nat√ľrlich auch ein starkes Magnetfeld und diese Magnetfelder fokussieren die Teilchen und die Strahlung die vom Loch ausgeht so da√ü zwei “Strahlen” entstehen, die man Jet nennt.

    Wie genau entstehen denn die Magnetfelder und wie fokussieren sie die Jets?

  5. #5 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Bullet: Danke! Da hab ich wohl ne Null √ľbersehen. H√§tte mir aber auch auffallen k√∂nnen :(

    @Ochkham: Sowas ist z.B. hier f√ľr die Pulsare beschrieben: http://de.wikipedia.org/wiki/Pulsar#Aufbau_eines_Pulsars_und_Entstehung_der_gepulsten_Strahlung

  6. #6 MartinS
    20. Juli 2010

    @Florian
    Du sprachst von einem schwarzen Loch und einem Stern. Wo ist der Stern zusehen (wenn er denn √ľberhaupt sichtbar ist)?
    Bis jetzt habe ich immer nur Bilder oder Animationen von Quasaren gesehen, bei denen die Jets rechtwinklig zur Aggregationsscheibe(?) ausgesto√üen werden. Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann durchsto√üen ‘Deine’ Jets die Gasscheibe. Ich bin verwirrt.

  7. #7 Astrotux
    20. Juli 2010

    @Bullet:

    Jetzt wollte ich mich gerade berichtigen – das sieht ja nicht wirklich wie eine Spiralgalaxie aus – , aber Wiki sagt als morphologischen Typ “SA(s)” an … also doch eine?

    Ja, schau genau hin, am besten beim ESO-Bild, die hellen H-alpha Regionen zeigen die Spiralarme an. Andernfalls -> Brille, oder wenn schon vorhanden -> putzen ūüėČ

    Anyway, ich dachte, in direkter Nachbarschaft gibts nur noch diesen Kr√ľmelkram, da kann das nicht hinhauen. :)

    Na ja, M31 die Andromedagalaxie und M33 die Triangulumgalaxie w√ľrde ich jetzt nicht grad als Kr√ľmelkram bezeichnen. Andromeda ist 1 1/2 mal so gro√ü und M33 1/2 so gro√ü wie unsere Milchstra√üe und nur rund 2,5 Mio Lichtjahre entfernt. Vor der Haust√ľre sozusagen. Der Rest der lokalen Gruppe sind dann mehr oder weniger gro√üe Kr√ľmel.

  8. #8 Ockham
    20. Juli 2010

    @ F. Freistetter
    Alle Quellen die ich kenne stellen mehr oder weniger lapidar fest, da√ü diese Objekte extreme Magnetfelder erzeugen. Diese Version kenne ich seit Jahrzehnten. Die Frage war “wie genau ENTSTEHEN die Magnetfelder?”. Sind Quasare nat√ľrliche Magneten oder welche anderen bekannten Prozesse k√∂nnten die Magnetfelder erzeugen?

  9. #9 klauszwingenberger
    20. Juli 2010

    @ Ockham:

    Die Magnetfelder der Mikroquasare sind die komprimierten und konservierten Magnetfelder der Sterne, aus denen sie hervorgegangen sind. Sie enthalten ja entweder einen Neutronenstern oder ein stellares schwarzes Loch als Endstadium nach einer SN II. Das steht √ľbrigens auch in dem Pulsar-Link so √§hnlich drin.

  10. #10 MartinS
    20. Juli 2010

    @Florian
    Es muss nat√ľrlich Akkretionsscheibe hei√üen.
    Bei Wiki habe ich diese Erklärungen gefunden:
    “Sofern die Akkretionsscheibe √ľber ein starkes Magnetfeld verf√ľgt, wird ein kleiner Anteil des Materiestromes in zwei Teile gerissen und in Bahnen entlang der Feldlinien des Magnetfeldes gezwungen. Anschlie√üend werden beide Str√∂me senkrecht zur Ebene der Akkretionsscheibe (einer auf jeder Seite) mit relativistischer Geschwindigkeit in die umgebende Galaxie und den weiteren Weltraum abgesto√üen.” [Unter ‘Quasar’]
    “Bei schwach ionisierten Scheiben √ľbernehmen die Magnetfelder, die die Ionen unvermeidlich mit sich tragen, eine wichtige Rolle.” und: “Bei den kompakten Objekten (Neutronenstern, Schwarzes Loch, etc.) wird in Akkretionsscheiben gen√ľgend potentielle Gravitationsenergie umgesetzt, um die Scheibe hell leuchten zu lassen.”
    [Unter ‘Akkretionsscheibe’]

    Bin ich auf dem richtigen Weg?

  11. #11 Doctor_Mirabilis
    20. Juli 2010

    Haben Sie mir gegen√ľber nicht versichert, dass an den Jets gar nichts “r√§tselhaftes” sei? — Das kommt davon, wenn man sich ohne Not und aus falschem Stolz heraus zu apodiktischen Urteilen gegen√ľber nicht trivialen alternativen Modellen (Wallace Thornhill, Donald E.Scott u.a.) hinrei√üen l√§√üt. In der Tat, Herr Freistetter: an der Lehrbuchtheorie stimmt etwas nicht. Verstehen Sie unter “√úberarbeitung der Theorie”, dass auch ihre Fundamentalannahmen auf den Pr√ľfstand gestellt werden (d√ľrfen)? Denn folgende Frage ist doch aus nur einer theoretischen Sichtweise gar nicht zu entscheiden: sind die r√§tselhaften Anomolien, die man vorherzusagen nicht im Stande war, Ausdruck einer grunds√§tzlich ad√§quaten, aber unvollst√§ndigen Theorie oder eines inad√§quaten Froschungsparadigmas (“Gravitationsuniversum”), das diese Theorie (dann als Folgefehler) hervorgebracht hat?

  12. #12 Bullet
    20. Juli 2010

    @Astrotux:
    Andromeda ist aber, wie du schon bemerkst, 2,5 Millionen LJ entfernt und nicht nur eine. “In direkter Nachbarschaft” war in diesem Falle gemeint wie “n√§her als M31”. Und ich glaub, da sind wir uns einig: eine Spirale innerhalb des M31-Radius w√§re uns bekannt.
    Aber is ja auch egal Рda ist eben eine Null unter den Tisch gefallen und das ist die ganze Erklärung. Ich wollts ja auch gar nicht so weit auswalzen.

  13. #13 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Ockham: “Sind Quasare nat√ľrliche Magneten oder welche anderen bekannten Prozesse k√∂nnten die Magnetfelder erzeugen?”

    Hmm – dort bewegen sich geladene Teilchen… -> Magnetfelder. Ich kann dir jetzt hier keine detailliert Abhandlung √ľber Magnetismus an sich liefern. Daf√ľr fehlt mir die Zeit. Das steht aber auch in jedem Lehrbuch. Einfach mal in der Uni-Bibliothek ein Buch √ľber aktive Galaxien, Quasare, schwarze L√∂cher o.√§. durchbl√§ttern.

  14. #14 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Mirabilis: “Haben Sie mir gegen√ľber nicht versichert, dass an den Jets gar nichts “r√§tselhaftes” sei?”

    Hab ich – und auch wenn es damals um andere Jets ging stimmt das immer noch.

    “In der Tat, Herr Freistetter: an der Lehrbuchtheorie stimmt etwas nicht”

    Ha – ich habs gewusst das ein paar Cranks wieder auf diesen Satz anspringen ūüėČ Nur zur Info: wenn die Wissenschaft irgendwas nicht komplett erkl√§ren kann, heisst das nicht, das pl√∂tzlich alles m√∂glich sein kann.

    “sind die r√§tselhaften Anomolien, die man vorherzusagen nicht im Stande war”

    Von was reden sie? Welche “r√§tselhaften Anomalien”??

    However – sie sind mir immer noch eine Erkl√§rung schuldig (keine YouTube-Videos bitte), wie das tolle “elektrische Universum” irgendwas besser erkl√§ren kann als es die echte Wissenschaft tut. Bitte auch das hier beachten.

  15. #15 Ockham
    20. Juli 2010

    @ klauszwingenberger
    Der Wiki-Artikel wiederholt nur, was seit langem √ľberall gesagt wird und bezieht sich dabei auf einen Neutronenstern. Allein f√ľr Neutronensterne hab ich noch nirgends etwas dar√ľber lesen k√∂nnen, wie die Magnetfelder “eingefroren” werden k√∂nnen. Im diesem Fall geht es jedoch um ein schwarzes Loch. Unn√∂tig zu sagen, da√ü niemand seine innere Struktur kennt, aber gleichfalls unwahrscheinlich, da√ü sie allzuviel √Ąhnlichkeit mit der eines Neutronensternes hat. Was also erzeugt da√ü Magnetfeld?

  16. #16 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Ockham: “Allein f√ľr Neutronensterne hab ich noch nirgends etwas dar√ľber lesen k√∂nnen, wie die Magnetfelder “eingefroren” werden k√∂nnen.”

    Was das “einfrieren” von Feldlinien angeht: das kann man nun wirklich nicht so mal nebenbei erkl√§ren. Das braucht Hydrodynamik; ein paar Differentialgleichungen – aber es ist auch keine Hexerei. Wie gesagt: einfach mal ein entsprechendes Lehrbuch durchbl√§ttern.

  17. #17 Doctor_Mirabilis
    20. Juli 2010

    Ihre unerledigten Hausaufgaben m√ľssen Sie schon selbst erledigen.

  18. #18 Bullet
    20. Juli 2010

    @Ockham:

    Unn√∂tig zu sagen, da√ü niemand seine innere Struktur kennt, aber gleichfalls unwahrscheinlich, da√ü sie allzuviel √Ąhnlichkeit mit der eines Neutronensternes hat.

    Steile These. Wieso?

  19. #19 klauszwingenberger
    20. Juli 2010

    @Ockham:

    Ich meinte diesen Satz aus dem Wiki-Artikel √ľber Pulsare:

    Nach einer Supernova eines massereichen Sternes bleibt in einem hei√üen, ionisierten Gasnebel ein Neutronenstern zur√ľck. Der Neutronenstern besteht aus einem Teil der Materie des urspr√ľnglichen Sternes (1,44 bis 3 Sonnenmassen) auf kleinstem Raum (Durchmesser um 20 Kilometer). Dar√ľber hinaus beh√§lt der gesamte Supernova-√úberrest aus Neutronenstern und Gasnebel seinen Drehimpuls bei, und das Magnetfeld des urspr√ľnglichen Sternes wird im Neutronenstern komprimiert

    Und da: http://wapedia.mobi/de/Neutronenstern#4. steht noch eine ganze Menge mehr √ľber Magnetfelder von Neutronensternen.

    Da die Akkretionsscheibe aus bewegtem ionisiertem Material besteht, induziert sie nat√ľrlich auch selbst Magnetfelder. Das gilt dann auch f√ľr Akkretionsscheiben um SL.

  20. #20 Florian Freistetter
    20. Juli 2010

    @Mirabilis: “Ihre unerledigten Hausaufgaben m√ľssen Sie schon selbst erledigen.”

    Ok Рsie können also nicht erläutern, inwiefern das elektrische Universum irgendwas besser erklären kann als die echte Wissenschaft. Dann wissen wir das jetzt auch und können die Diskussion beenden.

  21. #21 MartinS
    20. Juli 2010

    @Ockham
    Wikipedia: Quasare und Akkretionsscheibe und MHD Magnetohydrodynamik (eingefrorene Magnetfelder)
    Viel Erfolg!
    ūüėČ

  22. #22 ZielWasserVermeider
    20. Juli 2010

    Das All ist wirklich ein interessanter Ort.
    Ich dachte mal gehört zu haben, daß gerade solche Quasare möglicherweise dazu beigetragen haben, schwere Element zu verteilen oder die Sternenbildung anzuregen.

    Gruß
    Oli

    Apropos Planeten und Neutronensterne:
    Spitzer Space Telescope(Video ist von 2006):
    http://www.spitzer.caltech.edu/video-audio/248-hiddenuniverse001-Planetary-Life-After-Death?autoplay=true&limit=20

  23. #23 Ockham
    20. Juli 2010

    @ klauszwingenberger, F. Freistetter
    Es geht hier um eine Singularität, nicht um einen Neutronenstern.

    @ Bullet
    ? Gehen Sie davon aus das die Beschaffenheit der Materie in einer Singularität identisch ist, mit der eines Neutronensternes?

    @ MartinS
    Darauf wollte ich hinaus. Singularit√§ten verf√ľgen √ľber keine Magnetfelder. Die Akkretion ist f√ľr die Magnetfelder verantwortlich, wobei sich die Frage stellt, wie diese ob des frame-dragging-Effektes derartig hohe Feldst√§rken erreichen k√∂nnen.

  24. #24 Bjoern
    20. Juli 2010

    @ockham:

    Es geht hier um eine Singularität, nicht um einen Neutronenstern.

    Genauer gesagt geht es um ein schwarzes Loch. Dir ist schon klar, dass ein schwarzes Loch eben nicht nur aus der Singularität besteht, oder?

    Singularit√§ten verf√ľgen √ľber keine Magnetfelder.

    Schwarze Löcher können elektrisch geladen sein, und sie können rotieren (oder bestreitest du auch das?). Ausserdem sind schwarze Löcher eben nicht nur Singularitäten, sondern ausgedehnte Objekte (alles innerhalb des Ereignishorizontes gehört zum schwarzen Loch). Ein ausgedehntes, geladenes, rotierendes Objekt erzeugt ein Magnetfeld Рsiehe Maxwellsche Gleichungen.

    Die Akkretion ist f√ľr die Magnetfelder verantwortlich, wobei sich die Frage stellt, wie diese ob des frame-dragging-Effektes derartig hohe Feldst√§rken erreichen k√∂nnen.

    Das Magnetfeld hat wenig bis nichts mit frame dragging in der Akkretionsscheibe zu tun.

  25. #25 MartinS
    20. Juli 2010

    @Bjoern
    Danke f√ľr Deine Antwort.
    Waren meine Quellangaben oben den korrekt?

  26. #26 Bullet
    20. Juli 2010

    @Ockham: bekomme ich eine Antwort? Deine Gegenfrage ist keine.

  27. #27 klauszwingenberger
    21. Juli 2010

    @ Ockham:

    Zeigen Sie mir erst mal eine Singularität Рund zwar eine reale, nicht eine auf Rechenpapier!

  28. #28 Bullet
    21. Juli 2010

    Danke, Klaus. Das wollt ich noch inzuf√ľgen, war dann aber zu faul. Ich k√∂nnte mich auch erinnern, wenn jemals jemand eine Singularit√§t gesehen h√§tte. Ich kann mich erinnern, vor ein paar Monaten in einer SPEKTRUM gelesen zu haben, da√ü ein paar Physiker eine Methode entwickelt haben, mittels derer man ein schwarzes Loch darstellen k√∂nnte, das alle Parameter aufweist, die bis jetzt definitiv bekannt sind – und doch ohne eine Singularit√§t auskommt. Allerdings hab ich den Artikel nur einmal gelesen und offenbar nicht so in allen Einzelheiten verstanden, da√ü ich ihn immer noch sachlich richtig widergeben k√∂nnte.

  29. #29 nihil jie
    21. Juli 2010

    @Ockham

    ein paar infos zur magnetfeldern… vielleicht findest Du hier was interessantes ūüėČ

    magnetische Rotationsinstabilität
    Magnetar
    Schwarzes Loch

    und da gibt es noch viel mehr nach zu lesen. wie wertvoll die infos f√ľr jeden einzelnen sind das √ľberlasse ich gerne Euch selbst ūüėČ

  30. #30 Ockham
    21. Juli 2010

    @ klauszwingenberger
    Es gibt keine Singularit√§ten, aber die Debatte m√∂chte ich hier garantiert nicht f√ľhren. Abgesehen davon, ist das mit dem “Zeigen” so eine Sache…soviel Zeit haben wir beide nicht.

    @
    Hinsichtlich der Frage woher das Magnetfeld stammt, macht es aber keinen Unterschied ob man den Ereignishorizont betrachtet oder die “Singularit√§t”. Entgegen anders lautenden Vermutungen hier, geht in diesem Fall um GHM, nicht MHD.

    Ich zitiere mal aus einem der Links (M√ľller’s Lexikon): “Alle Formen elektrisch geladener L√∂cher scheinen jedoch in der Astrophysik irrelevant zu sein, weil Plasmafl√ľsse in der Umgebung diese Ladung neutralisieren w√ľrden. “

    Vielen Dank f√ľr die Links, aber was neues war nicht dabei.

    Wenn jemand eine einfache Frage stellt, mu√ü er deswegen noch lange nicht uninformiert sein. Und, “Bullet”, wenn einer nachfragt, dann vielleicht um zu sehen was der Fragesteller bereits glaubt zu wissen. Das hilft oft eine verst√§ndliche Antwort zu formulieren.

  31. #31 Bjoern
    21. Juli 2010

    @ockham: Erst mal: was ist GHM? MHD ist klar… aber die Abk√ľrzung GHM ist mir unbekannt, und http://www.abkuerzungen.de weiss auch nicht weiter.

    “Alle Formen elektrisch geladener L√∂cher scheinen jedoch in der Astrophysik irrelevant zu sein, weil Plasmafl√ľsse in der Umgebung diese Ladung neutralisieren w√ľrden. “

    Dieses Zitat verstehe ich so, dass das Schwarze Loch *von weitem gesehen* elektrisch neutral w√§re, da die Plasmafl√ľsse aussenrum die elektrische Ladung des schwarzen Lochs gerade ausgleichen. Aber trotzdem h√§tte man dann insgesamt immer noch ein rotierendes System mit elektrischen Teilladungen – und das gen√ľgt, um ein Magnetfeld zu erzeugen.

  32. #32 XyloCephalus
    26. Juli 2010

    GHM = (black hole) gravito-hydro-magnetics??
    Klingt etwas exotisch und -sagen wir mal- “selten”. Hilft das also weiter?